通信网核心：交换设备解析与ATM、光交换技术

"北邮版《现代交换原理》（陈建亚）课后习题答案" 在通信网络领域，交换设备是其核心组成部分，因为它负责汇集、转接和分配传输链路上的信号，使得多点之间能够高效地进行信息交互。交换机在电话通信网中的作用尤为关键，它在两个用户终端通信时扮演着多个角色： 1. 检测用户状态：交换机持续扫描用户线，一旦检测到用户摘机，便识别用户信息。 2. 用户认证与信号提供：合法用户会被允许接入，交换机发送拨号音并接收用户的拨号信息。 3. 号码分析与路径预留：中央处理器分析拨号信息，如果被叫用户空闲，就预占话路并给被叫方振铃。 4. 呼叫建立与通话：被叫用户摘机后，主叫和被叫线路接通，通话开始。 5. 监控与通话结束：通话期间，交换机监控双方，任意一方挂机即触发拆线指令，通话结束。 电话机，如号盘话机，通过用户拨动号盘产生脉冲信号，这些信号被转换成数字信息，经交换机处理，实现呼叫建立和通信。 ATM（Asynchronous Transfer Mode）交换融合了电路交换的实时性和分组交换的灵活性。它使用固定长度的信元，异步传输，同时在连接建立时预约资源。ATM在网络核心不执行错误控制和流量控制，而将其下放到边缘设备，简化了信元头部，降低了处理复杂性。 光交换技术，利用光信号进行信息交换，带来了高吞吐量、低交换成本和透明性的优势，即对数据格式无特殊要求，能兼容不同类型的通信。 交换技术有多种分类，包括： - 空分交换与时分交换：前者基于物理空间的不同通道进行交换，后者根据时间片分配通道。 - 模拟交换与数字交换：模拟交换处理连续的模拟信号，而数字交换处理离散的数字信号。 - 布控交换与程控交换：布控交换依赖人工操作，程控交换则由计算机程序控制，自动化程度更高。 电路交换系统具备以下特点： 1. 面向连接，先建立连接再传输数据。 2. 静态复用和预先分配带宽，通信资源独占。 3. 实时性强，适合实时通信需求。 电路交换系统在呼叫处理方面需满足的基本要求包括：快速建立连接、高效拆除连接、确保连接稳定以及有效地处理呼叫请求和释放。 电路交换机通常由以下功能模块构成： - 终端接口功能：适应线路信号，进行格式转换并与信令功能协同工作。 - 连接功能：建立和维护通信路径。 - 信令功能：处理呼叫信令，监控终端状态。 - 控制功能：管理整个交换过程，决策连接策略。 以上知识点涵盖了现代交换原理的基础，涉及电话通信、ATM交换、光交换以及电路交换的各个方面。这些内容对于理解通信网络的运作机制至关重要。